Inqilobiysilikon fotodetektor（Si fotodetektor）
To'liq kremniyli inqilobiy fotodetektor (Fotodetektor）, an'anaviydan tashqari ishlash
Sun'iy intellekt modellari va chuqur neyron tarmoqlarning murakkabligi ortib borayotganligi sababli, hisoblash klasterlari protsessorlar, xotira va hisoblash tugunlari o'rtasidagi tarmoq aloqasiga yuqori talablarni qo'yadi. Biroq, elektr aloqalariga asoslangan an'anaviy chip va chiplararo tarmoqlar tarmoqli kengligi, kechikish va quvvat sarfiga bo'lgan talabni qondira olmadi. Ushbu darboğazni hal qilish uchun uzoq uzatish masofasi, tez tezligi, yuqori energiya samaradorligi afzalliklari bilan optik aloqa texnologiyasi asta-sekin kelajakdagi rivojlanish umidiga aylanadi. Ular orasida CMOS jarayoniga asoslangan silikon fotonik texnologiyasi yuqori integratsiya, arzon narxlardagi va ishlov berishning aniqligi tufayli katta imkoniyatlarni namoyish etadi. Biroq, yuqori samarali fotodetektorlarni amalga oshirish hali ham ko'p qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Odatda, fotodetektorlar aniqlash ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun germaniy (Ge) kabi tor tarmoqli bo'shlig'iga ega bo'lgan materiallarni birlashtirishi kerak, ammo bu ham murakkab ishlab chiqarish jarayonlariga, yuqori xarajatlarga va tartibsiz hosildorlikka olib keladi. Tadqiqot guruhi tomonidan ishlab chiqilgan to‘liq kremniyli fotodetektor innovatsion dual-mikroringli rezonator dizayni orqali germaniydan foydalanmasdan, umumiy uzatish o‘tkazuvchanligi 1,28 Tb/s bo‘lgan har bir kanalda ma’lumotlarni uzatish tezligi 160 Gb/s ga yetdi.
Yaqinda Qo'shma Shtatlardagi qo'shma tadqiqot guruhi butunlay kremniyli ko'chki fotodiodini muvaffaqiyatli ishlab chiqqanligini e'lon qilib, innovatsion tadqiqotni nashr etdi (APD fotodetektori) chip. Ushbu chip ultra yuqori tezlikda va arzon narxlardagi fotoelektrik interfeys funksiyasiga ega bo'lib, kelajakdagi optik tarmoqlarda sekundiga 3,2 Tb dan ortiq ma'lumotlarni uzatishga erishish kutilmoqda.
Texnik yutuq: er-xotin mikroringli rezonator dizayni
An'anaviy fotodetektorlar ko'pincha tarmoqli kengligi va sezgirlik o'rtasida murosasiz qarama-qarshiliklarga ega. Tadqiqot guruhi ikki mikrorli rezonator dizayni yordamida ushbu qarama-qarshilikni muvaffaqiyatli bartaraf etdi va kanallar orasidagi o'zaro suhbatni samarali bostirdi. Tajriba natijalari shuni ko'rsatadikibutunlay kremniyli fotodetektor0,4 A/Vt javobga, 1 nA gacha qorong'u oqimga, 40 gigagertsli yuqori tarmoqli kengligiga va -50 dB dan kam bo'lgan juda past elektr o'zaro bog'lanishga ega. Ushbu ko'rsatkich silikon-germaniy va III-V materiallarga asoslangan hozirgi tijorat fotodetektorlari bilan taqqoslanadi.
Kelajakka nazar: optik tarmoqlarda innovatsiyalarga yo'l
To'liq kremniyli fotodetektorning muvaffaqiyatli rivojlanishi nafaqat texnologiyadagi an'anaviy yechimdan ustun keldi, balki kelajakda yuqori tezlikda, arzon optik tarmoqlarni amalga oshirishga yo'l ochib, taxminan 40% ga yaqin xarajatlarni tejashga erishdi. Texnologiya mavjud CMOS jarayonlariga to'liq mos keladi, juda yuqori rentabellik va rentabellikka ega va kelajakda silikon fotonik texnologiyasi sohasida standart komponentga aylanishi kutilmoqda. Kelajakda tadqiqot guruhi doping kontsentratsiyasini kamaytirish va implantatsiya sharoitlarini yaxshilash orqali fotodetektorning assimilyatsiya tezligi va tarmoqli kengligi ko'rsatkichlarini yanada yaxshilash uchun dizaynni optimallashtirishni davom ettirishni rejalashtirmoqda. Shu bilan birga, tadqiqot yuqori tarmoqli kengligi, masshtablilik va energiya samaradorligiga erishish uchun yangi avlod AI klasterlarida ushbu butunlay kremniyli texnologiyani optik tarmoqlarga qanday qo'llash mumkinligini o'rganadi.
Xabar vaqti: 31-mart-2025-yil